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2 r$ d6 g0 P. i1前言
先進(jìn)制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造技術(shù)不斷吸收機(jī)械,、電子、信息,、材料、能源及現(xiàn)代管理等方面的科技成果,并將其綜合應(yīng)用于制造行業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造,、檢測(cè)、管理,、銷(xiāo)售,、使用、服務(wù)等的制造全過(guò)程,,以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì),、精良,、快速,、靈活生產(chǎn),并取得理想技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的制造技術(shù)群的總稱(chēng),。 改革開(kāi)放20多年,,通過(guò)技術(shù)改造和引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)制造技術(shù),我國(guó)的制造工業(yè)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步,,但和先進(jìn)國(guó)家相比還存在很大差距,,表現(xiàn)在:技改投入相對(duì)不足,原有技術(shù)基礎(chǔ)和研究開(kāi)發(fā)能力薄弱,,制造業(yè)產(chǎn)品落后,,技術(shù)水平低,信息含量少,,更新?lián)Q代慢,,以及市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)、經(jīng)營(yíng)管理,、人才素質(zhì)相對(duì)落后,,缺乏國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力。面對(duì)這樣形勢(shì),,發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù),、實(shí)施先進(jìn)制造模式已經(jīng)刻不容緩,。但實(shí)施和發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)及先進(jìn)制造模式不是買(mǎi)幾套先進(jìn)的制造設(shè)備就可以解決問(wèn)題,而是一項(xiàng)系統(tǒng),、全面的工程,,必須綜合考慮先進(jìn)制造技術(shù)和先進(jìn)制造模式的特點(diǎn),并結(jié)合實(shí)際,,處理好技術(shù),、管理、組織和人的關(guān)系,,真正使先進(jìn)制造技術(shù)及先進(jìn)制造模式的先進(jìn)性得到發(fā)揮,。
2先進(jìn)制造技術(shù)的系統(tǒng)整體性
2.1應(yīng)用目的整體性 先進(jìn)制造技術(shù)首先是具有很強(qiáng)實(shí)用性的新技術(shù)。先進(jìn)制造技術(shù)有著明確的需求導(dǎo)向特征,,先進(jìn)制造技術(shù)不是以追求技術(shù)的高新為目的,,而是注重產(chǎn)生最好的實(shí)踐效果,以提高效益為中心,,以提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力和促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和綜合實(shí)力為目標(biāo),。所以先進(jìn)制造技術(shù)是追求總體效果的技術(shù)綜合,具有明確的系統(tǒng)目的性,。
2.2應(yīng)用范圍全局性 先進(jìn)制造技術(shù)是可以駕馭生產(chǎn)過(guò)程的物質(zhì)流,、能量流和信息流的系統(tǒng)工程。在使用先進(jìn)制造技術(shù)時(shí)往往要系統(tǒng)地考慮到產(chǎn)品制造的全過(guò)程,,覆蓋了從產(chǎn)品設(shè)計(jì),、生產(chǎn)準(zhǔn)備、加工與裝配,、銷(xiāo)售使用,、維修服務(wù)直至回收再生的整個(gè)過(guò)程,而且要考慮到整個(gè)的制造組織的幾乎所有軟硬件設(shè)施,,還要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,,實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效,、低耗,、清潔、靈活的生產(chǎn),。無(wú)論從橫向和縱向看,,先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用均具有全局性。
2.3系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性 由于先進(jìn)制造技術(shù)在發(fā)展時(shí)是針對(duì)一定的應(yīng)用目標(biāo),,不斷吸收各種高新技術(shù)逐漸形成的,,它是不斷發(fā)展的,因而其內(nèi)涵不是絕對(duì)的和一成不變的,,反映在不同的時(shí)期,,其技術(shù)程度和自身特點(diǎn)不完全相同,;反映在不同的國(guó)家和地區(qū),其重點(diǎn)發(fā)展的目標(biāo)和內(nèi)容也不盡相同,。通過(guò)重點(diǎn)發(fā)展某些內(nèi)容來(lái)實(shí)現(xiàn)某地區(qū)或某些行業(yè)的制造技術(shù)的跨越式發(fā)展,,對(duì)我國(guó)具有特殊的意義。
2.4系統(tǒng)整體性 傳統(tǒng)制造技術(shù)的學(xué)科和專(zhuān)業(yè)間的界限分明,,相互獨(dú)立,;而先進(jìn)制造技術(shù)則包括設(shè)計(jì)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù),、系統(tǒng)管理技術(shù)等,,專(zhuān)業(yè)和學(xué)科間不斷滲透、交叉,、融合,,界線逐漸淡化甚至消失,技術(shù)趨于系統(tǒng)化,、集成化,,已發(fā)展成為集機(jī)械、電子,、信息,、材料和管理技術(shù)于一體的新型交叉學(xué)科,是綜合多種學(xué)科技術(shù)的“制造工程”,。
3正確發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)
3.1總體優(yōu)化,,追求總體目標(biāo) 先進(jìn)制造技術(shù)是復(fù)雜的系統(tǒng),內(nèi)部有多個(gè)要素:人,、技術(shù),、管理、資金,、工具、物料,、信息等,,各要素起的作用是不同的,要正確處理各要素之間的矛盾,,各要素之間要協(xié)同工作,。先進(jìn)制造技術(shù)的先進(jìn)性與各要素息息相關(guān),任何一個(gè)要素的產(chǎn)生的瓶頸均可導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)性能下降,。 在一個(gè)先進(jìn)制造技術(shù)系統(tǒng)中,,不能單獨(dú)優(yōu)化各個(gè)要素,然后求和,,而是要采用特定的協(xié)調(diào)方法,,將各個(gè)要素的性能反饋給系統(tǒng),,用系統(tǒng)總目標(biāo)衡量,而且要采取動(dòng)態(tài)目標(biāo),,隨任務(wù)不同追求總體優(yōu)化,。在一個(gè)先進(jìn)制造技術(shù)的系統(tǒng)中,即使每個(gè)要素不是很完善,,但它們可以協(xié)調(diào)綜合成為具有良好功能的系統(tǒng),。反之,即使各個(gè)要素都是良好的,,但作為整體卻可能不具備某種良好的性能,,這個(gè)系統(tǒng)也不是完善的。
3.2結(jié)合實(shí)際 先進(jìn)制造技術(shù)是相對(duì)的,,具有一定的功能和目的性,。一定的先進(jìn)制造技術(shù)必須在相應(yīng)的環(huán)境中才能發(fā)揮其優(yōu)異的先進(jìn)性。衡量先進(jìn)制造技術(shù)的指標(biāo)也是相對(duì)和特定的,。對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)或先進(jìn)制造模式的運(yùn)行要進(jìn)行跟蹤評(píng)價(jià)并隨時(shí)根據(jù)外界變化做出動(dòng)態(tài)調(diào)整,,優(yōu)化系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量,并保障其先進(jìn)性不致太快落伍,。先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展要結(jié)合國(guó)情及廠情,,結(jié)合用戶(hù)需求、市場(chǎng)導(dǎo)向,、本單位的發(fā)展方向,,根據(jù)現(xiàn)存的技術(shù)水平、生產(chǎn)水平和企業(yè)能力,,考慮先進(jìn)制造技術(shù)能否發(fā)揮其優(yōu)越性,,以及對(duì)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性進(jìn)行多方論證,避免盲目的追求目前實(shí)施有一定困難的理想的先進(jìn)制造技術(shù),,力求使方案優(yōu)化并切實(shí)可行,。如有些廠花數(shù)千萬(wàn)美元引進(jìn)的自動(dòng)化生產(chǎn)線和大型設(shè)備的某些重要的控制臺(tái)卻不使用甚至被拆下而代之以人工操作,5~6軸的加工中心只用于2~3軸加工,。所有這些都是在發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)時(shí)沒(méi)有結(jié)合實(shí)際造成的,,既造成了經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi),更造成了技術(shù)上的浪費(fèi),,使投入不能產(chǎn)生相應(yīng)的產(chǎn)出,。發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)時(shí),必須考慮提高企業(yè)適應(yīng)環(huán)境變化及對(duì)市場(chǎng)瞬變的快速反應(yīng)能力來(lái)發(fā)展企業(yè)的柔性戰(zhàn)略,,不能讓先進(jìn)制造技術(shù)束縛了自己,,應(yīng)該利用先進(jìn)制造技術(shù)來(lái)降低企業(yè)的戰(zhàn)略慣性,并應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)快速調(diào)整企業(yè)內(nèi)部的控制系統(tǒng),。
3.3不否定傳統(tǒng)制造技術(shù) 先進(jìn)制造技術(shù)是在傳統(tǒng)制造技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,,并與新技術(shù)實(shí)現(xiàn)了局部或系統(tǒng)集成,,它吸收了傳統(tǒng)制造技術(shù)中成熟的和優(yōu)秀的部分,并逐步完善,。在發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)時(shí),,不能全盤(pán)否定傳統(tǒng)制造技術(shù),盡可能減少和避免市場(chǎng)盲目競(jìng)爭(zhēng)造成的損失,。要鼓勵(lì)科技創(chuàng)新,,在傳統(tǒng)制造技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)技術(shù)改造,并適當(dāng)引用新技術(shù),,發(fā)展適合自己的先進(jìn)制造技術(shù),。同時(shí)要有組織有計(jì)劃的對(duì)引進(jìn)的先進(jìn)制造技術(shù)進(jìn)行消化和吸收。
3.4運(yùn)作需要先進(jìn)的制造模式相匹配 信息技術(shù),、管理技術(shù)與工藝技術(shù)緊密結(jié)合,,使得先進(jìn)的制造技術(shù)和制造模式不斷發(fā)展。制造模式是指企業(yè)體制,、經(jīng)營(yíng),、管理、生產(chǎn)組織和技術(shù)系統(tǒng)的形態(tài)和運(yùn)作模式,。先進(jìn)制造技術(shù)的運(yùn)作需要一定的支撐環(huán)境,,那就是先進(jìn)制造模式。一種先進(jìn)的制造模式除了考慮產(chǎn)品的設(shè)計(jì),、制造全過(guò)程外,,還需要更好地考慮到整個(gè)的制造組織。 先進(jìn)制造生產(chǎn)模式的進(jìn)展,,開(kāi)始從以技術(shù)為中心向以人為中心轉(zhuǎn)變,;從金字塔式的多層次生產(chǎn)向扁平的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變;從傳統(tǒng)的順序工作方式向并行工作方式轉(zhuǎn)變,;從按功能劃分部門(mén)的固定組織形式向動(dòng)態(tài)的,、自主管理的小組工作組織形式轉(zhuǎn)變;從質(zhì)量第一的競(jìng)爭(zhēng)策略向快速響應(yīng)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)策略轉(zhuǎn)變,。機(jī)械制造業(yè)發(fā)展趨勢(shì)表明,,只有采用先進(jìn)的制造技術(shù)并實(shí)施與其相匹配的制造模式才能發(fā)揮先進(jìn)制造技術(shù)的優(yōu)越性。
3.5以人為中心 人,、技術(shù)、管理,、信息是先進(jìn)制造技術(shù)中的關(guān)鍵要素,,各要素之間是集成的,是相互適應(yīng),、相互促動(dòng)并共同發(fā)展,。傳統(tǒng)制造強(qiáng)調(diào)以技術(shù)為主導(dǎo),,強(qiáng)調(diào)工廠、機(jī)器,、設(shè)備等硬件是企業(yè)最重要的資源和最有價(jià)值的東西,。先進(jìn)制造則強(qiáng)調(diào)以人為本,確立人是制造過(guò)程的中心,,只有人才能使先進(jìn)制造技術(shù)的優(yōu)越性和先進(jìn)性得以最大發(fā)揮,。先進(jìn)制造技術(shù)強(qiáng)調(diào)要充分發(fā)揮人的主觀能動(dòng)性,同時(shí)又促進(jìn)人的積極性和創(chuàng)造性的發(fā)揮,,促進(jìn)人自身的全面發(fā)展,。
3.6目的是提高對(duì)市場(chǎng)的響應(yīng)速度 敏捷性是衡量企業(yè)對(duì)市場(chǎng)變化做出快速反應(yīng)能力大小的指標(biāo)。通過(guò)實(shí)施先進(jìn)的制造技術(shù)和制造模式,,可以使企業(yè)大大提高企業(yè)跟蹤商務(wù)環(huán)境變化的能力,,能在不可預(yù)測(cè)的持續(xù)變化的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中使企業(yè)繁榮和成長(zhǎng),并具有面對(duì)由顧客需求的產(chǎn)品和服務(wù)驅(qū)動(dòng)的市場(chǎng)做出迅速響應(yīng)的能力,。先進(jìn)制造技術(shù)的實(shí)施可在一定程度上提高企業(yè)的信息化程度,,為實(shí)現(xiàn)敏捷制造打下基礎(chǔ)。 敏捷制造是一種先進(jìn)的制造模式,,當(dāng)市場(chǎng)出現(xiàn)新的機(jī)遇時(shí),,通過(guò)不同的公司,不同地點(diǎn)的工廠或車(chē)間的動(dòng)態(tài)聯(lián)盟,,可以重新組織協(xié)調(diào)工作,。敏捷制造具有高度的制造柔性,對(duì)市場(chǎng)能夠迅速響應(yīng)并能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品多品種變批量的快速制造,。
4先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
4.1信息技術(shù)越來(lái)越重要
隨著計(jì)算機(jī),、自動(dòng)化及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在制造系統(tǒng)中的應(yīng)用,信息的作用越來(lái)越重要,。產(chǎn)品制造過(guò)程中的信息投入,,己成為決定產(chǎn)品成本的主要因素。信息技術(shù)使制造技術(shù)的技術(shù)含量提高,,使傳統(tǒng)制造技術(shù)發(fā)生質(zhì)的變化,。信息技術(shù)正在向制造技術(shù)注入和融合,促進(jìn)制造技術(shù)不斷發(fā)展,。信息技術(shù)對(duì)制造技術(shù)發(fā)展的作用目前已占第一位,。信息技術(shù)也促進(jìn)著設(shè)計(jì)技術(shù)的現(xiàn)代化,加工制造的精密化,、快速化,,自動(dòng)化技術(shù)的柔性化、智能化,整個(gè)制造過(guò)程的網(wǎng)絡(luò)化,、全球化,。各種先進(jìn)生產(chǎn)模式如CIMS、并行工程,、精益生產(chǎn),、敏捷制造、虛擬企業(yè)與虛擬制造,,也無(wú)不以信息技術(shù)的發(fā)展為支撐,。通過(guò)信息交換和信息共享,企業(yè)生產(chǎn)的柔性和敏捷性大大提高,。
4.2集成程度越來(lái)越高
先進(jìn)制造技術(shù)的集成不僅是物的集成,,更主要的是以信息集成為特征的技術(shù)集成和功能集成,集成的目的在于使先進(jìn)制造技術(shù)的組織結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式更加合理化和最優(yōu)化,,提高對(duì)外界變化的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度,,并追求整體目標(biāo)的最高。集成的作用是將原來(lái)獨(dú)立運(yùn)行的多個(gè)單元系統(tǒng)集成一個(gè)能協(xié)調(diào)工作的和功能更強(qiáng)的新系統(tǒng),。先進(jìn)制造技術(shù)的集成不是簡(jiǎn)單的連接,,是經(jīng)過(guò)統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計(jì),分析原技術(shù)和單元系統(tǒng)的作用和相互關(guān)系并進(jìn)行優(yōu)化重組而實(shí)現(xiàn)的,。先進(jìn)制造技術(shù)的集成促進(jìn)了制造企業(yè)的功能集成,,功能集成要借助現(xiàn)代管理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù),、自動(dòng)化技術(shù)和信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)技術(shù)集成,,同時(shí)還要強(qiáng)調(diào)人的集成。 先進(jìn)制造技術(shù)的集成程度越來(lái)越高,,使得專(zhuān)業(yè),、學(xué)科間的界限逐漸淡化、消失,。先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展,,使加工、檢測(cè),、物流,、裝配過(guò)程,設(shè)計(jì),、制造過(guò)程等逐步走向一體化,,專(zhuān)業(yè)車(chē)間、專(zhuān)用設(shè)備的概念逐漸淡化,,不同專(zhuān)業(yè)的技術(shù)甚至設(shè)備集成為先進(jìn)制造技術(shù)逐漸增多,。先進(jìn)制造技術(shù)的高度柔性與高度集成,,使得系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜,,由于計(jì)算機(jī),、知識(shí)工程及制造軟件系統(tǒng)的使用,一些先進(jìn)制造技術(shù)的智能化越來(lái)越高,,能夠進(jìn)行分析,、判斷、推理,、構(gòu)思和決策,,可以在沒(méi)有人干預(yù)的情況下進(jìn)行制造生產(chǎn)。
4.3趨向綠色制造 先進(jìn)制造技術(shù)在整個(gè)制造過(guò)程,,應(yīng)該大大減少能耗及對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響,,使得廢棄物和有害物質(zhì)的排放最小,對(duì)資源利用效率最高,,這也是綠色制造,。日趨嚴(yán)格的環(huán)境與資源的約束,使綠色制造業(yè)顯得越來(lái)越重要,,綠色制造將成為先進(jìn)制造技術(shù)的重要特征,。先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)該充分體現(xiàn)綠色制造,使產(chǎn)品在生命周期符合環(huán)保,、人類(lèi)健康,、能耗低、資源利用率高的要求,。
4.4越來(lái)越多使用虛擬技術(shù) 虛擬技術(shù)在先進(jìn)制造技術(shù)中的應(yīng)用主要包括虛擬制造技術(shù)和虛擬企業(yè)兩個(gè)部分,。虛擬制造實(shí)際上是一種計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù),以信息技術(shù),、仿真技術(shù),、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為支柱,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)或制造系統(tǒng)的物理實(shí)現(xiàn)之前,,就能使人體會(huì)到或感覺(jué)到未來(lái)產(chǎn)品的性能或者制造系統(tǒng)的狀態(tài),,從而可以做出前瞻性的決策與優(yōu)化實(shí)施方案。從本質(zhì)上講虛擬制造技術(shù)是對(duì)真實(shí)制造過(guò)程的動(dòng)態(tài)模擬,、仿真,,是在計(jì)算機(jī)上制造數(shù)字化產(chǎn)品,經(jīng)過(guò)模擬仿真對(duì)產(chǎn)品外形設(shè)計(jì),、布局設(shè)計(jì),、加工及裝配過(guò)程達(dá)到優(yōu)化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及工藝過(guò)程、優(yōu)化制造環(huán)境配置和生產(chǎn)供給計(jì)劃,、優(yōu)化制造過(guò)程并改進(jìn)制造系統(tǒng)的目的,,用來(lái)改善各個(gè)層次的決策和控制,。虛擬制造從根本上改變了設(shè)計(jì)、試制,、修改設(shè)計(jì),、規(guī)模生產(chǎn)的傳統(tǒng)制造模式。在產(chǎn)品真正制出之前,,在虛擬制造環(huán)境中生成軟產(chǎn)品原型代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硬樣品進(jìn)行試驗(yàn),,對(duì)其性能和可制造性進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià),從而縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造周期,,降低產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)成本,,提高系統(tǒng)快速響應(yīng)市場(chǎng)變化的能力。最新的進(jìn)展是在并行工程環(huán)境下,,開(kāi)展虛擬成形制造,,使得在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)完成時(shí),成形制造的準(zhǔn)備工作也同時(shí)完成,。 虛擬企業(yè)是為了快速響應(yīng)某一市場(chǎng)需求,,將產(chǎn)品涉及到的不同企業(yè)臨時(shí)組建成為一個(gè)沒(méi)有圍墻、超越空間約束,、靠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系,、統(tǒng)一指揮的合作經(jīng)濟(jì)實(shí)體。虛擬企業(yè)的特點(diǎn)是企業(yè)的功能上不完整,、地域上分散和組織結(jié)構(gòu)上非永久,,它是實(shí)現(xiàn)敏捷制造的有效手段。由于市場(chǎng)的全球化,,企業(yè)必須不斷創(chuàng)新產(chǎn)品及優(yōu)化制造過(guò)程,,快速響應(yīng)客戶(hù)要求,才能取得競(jìng)爭(zhēng)上的優(yōu)勢(shì),。同時(shí),,企業(yè)不可能也不必做每一件事、每一個(gè)部件和每一個(gè)制造過(guò)程,,而必須尋找合適的合作伙伴,。其最終目標(biāo)是利用不同地區(qū)的現(xiàn)有生產(chǎn)資源,把它們迅速組合成一種沒(méi)有界限的,、靠電子手段聯(lián)系的經(jīng)營(yíng)實(shí)體,,以便快速推出高質(zhì)量、低成本的新產(chǎn)品,。
5結(jié)論
先進(jìn)制造技術(shù)比先進(jìn)制造技術(shù)已成為多學(xué)科交叉融合一體化的技術(shù)系統(tǒng),,并趨向更高的綜合,信息對(duì)它的作用越來(lái)越重要,,先進(jìn)制造技術(shù)更多的考慮環(huán)保要求,。 先進(jìn)制造技術(shù)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng),,對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的各個(gè)要素要采用協(xié)調(diào)的方法,追求總體優(yōu)化,。它比傳統(tǒng)的制造技術(shù)更加重視技術(shù)與管理的結(jié)合,,更加重視人的中心作用。發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)時(shí)要結(jié)合國(guó)情和廠情,,并且先進(jìn)制造技術(shù)的運(yùn)作需要先進(jìn)的制造模式相匹配,。
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